(57)【要約】      （修正有）【課題】収容管内で試料支持体を正確に位置合わせでき、支持突起を介して収容管から試料支持体への直接熱伝導を防ぐ、原子吸光分析法のための分析器の原子化炉用の試料支持体装置を提供する。【解決手段】原子吸光分析法のための原子化炉用の試料支持体装置１０は、全て黒鉛で作られており、収容管１１と、その中に配置された試料支持体１２と、を有する。収容管１１は、被分析物を収容するための管状収容室１３を形成すると共に、試料支持体１２は、唯一の支持突起１９を有しており、支持突起１９は、試料支持体１２の長手方向端部２０に形成されており、支持突起１９によって、試料支持体１２は、収容管１１の収容管壁１４と接続されている。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
特に原子吸光分析法のための原子化炉用の試料支持体装置（１０）であって、この試料支持体装置は収容管（１１）と、その中に配置された試料支持体（１２）とを有しており、収容管は被分析物を収容するための管状収容室（１３）を形成し、試料支持体装置は全部黒鉛で作られているものにおいて、
前記試料支持体は唯一の支持突起（１９）を有し、この支持突起によって試料支持体は収容管の収容管壁（１４）と接続されており、支持突起は試料支持体の長手方向端部（２０）に形成されていることを特徴とする、特に原子吸光分析法のための原子化炉用試料支持体装置。
【請求項２】
前記支持突起（１９）は、収容管壁内に形成された受容ギャップ（２１）内に挿入されていることを特徴とする、請求項１に記載の試料支持体装置。
【請求項３】
前記支持突起（１９）は、受容ギャップ（２１）内で締め付けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の試料支持体装置。
【請求項４】
前記受容ギャップ（２１）は、収容管（１１）の長手方向端部（１７）に形成されていることを特徴とする、請求項２又は３に記載の試料支持体装置。
【請求項５】
収容管（１１）の長手方向端部（１７）は、電気的接触及び原子化炉の支承部間の緊締のために形成されていることを特徴とする、請求項４に記載の試料支持体装置。
【請求項６】
前記受容ギャップ（２１）は、収容管（１１）の収容管壁（１４）を貫通していることを特徴とする、請求項２から５のいずれか一項に記載の試料支持体装置。
【請求項７】
前記支持突起（１９）は、収容管（１１）の内面に当接する段部を形成していることを特徴とする、請求項２から６のいずれか一項に記載の試料支持体装置。
【請求項８】
前記試料支持体（１２）は、熱分解炭素で被覆することにより収容管（１１）に固定されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の試料支持体装置。
【請求項９】
試料支持体装置（１０）の黒鉛に熱分解炭素が浸透していることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の試料支持体装置。
【請求項１０】
前記支持突起（１９）は、試料支持体装置（１０）の対称面内に配置されていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の試料支持体装置。
【請求項１１】
前記試料支持体（１２）は、被分析物用のトラフ状受容部（１６）を形成していることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の試料支持体装置。
【請求項１２】
前記管状収容室（１３）の内部に内径（２３）が縮小された管部分（２２）が形成されており、この管部分内に前記トラフ状受容部（１６）が配置されていることを特徴とする、請求項１１に記載の試料支持体装置。
【請求項１３】
前記収容管（１１）が被分析物投入口（１５）を有することを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の試料支持体装置。
【請求項１４】
原子化炉を含む、特に原子吸光分析法のための分析器であって、
前記原子化炉は請求項１から１３のいずれか一項に記載の試料支持体装置（１０）を有することを特徴とする、特に原子吸光分析法用の分析器。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、特に原子吸光分析法のための分析器の原子化炉用の試料支持体装置、並びに分析器であって、試料支持体装置は収容管と、その中に配置された試料支持体とを有しており、収容管は被分析物を収容するための管状収容室を形成し、試料支持体装置は全部黒鉛で作られているものに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子吸光分析法（ＡＡＳ）、特に黒鉛炉原子吸光分析法（ＧＦ−ＡＡＳ）用の原子化炉は十分知られており、被分析物を原子化するために黒鉛炉若しくは黒鉛管が電熱で加熱される。黒鉛炉若しくは管状炉装置は、通常管状に形成された収容室を備えた試料支持体装置を有する。管状収容室の内部で、被分析物は収容室内で直接、又は例えば収容室内の皿状プラットフォームに載せて原子化することができる。光学スペクトル分析のために、管状収容室の長手方向端部は常に開いて形成されている。管状収容室は、黒鉛製の試料支持体装置の収容管によって形成されている。
【０００３】
公知の試料支持体装置は、それらの幾何学的形状のために黒鉛から切削加工によって製造するのは非常に手間がかかる。黒鉛は通常電気黒鉛であり、半製品の形で、例えばブロックの形で提供される。
【０００４】
収容室若しくは収容管は、長手方向又は横断方向に加熱されてよい。すなわち加熱用の電流は収容管の長手方向端部から収容管の全長にわたって流れるか、又は収容管はその周壁上で対向する支承突起を介して電気的に接触できるため、電流は収容管の長手方向軸線に対して横断方向に収容管を貫通して流れる。
【０００５】
測定結果の再現性を確保するためには、被分析物の加熱が収容管を介して間接的に行われることが不可欠である。したがって試料支持体上を電流が流れることは、被分析物の直接加熱を引き起こす可能性があり、従来技術から知られている横断方向加熱を備えた試料支持体装置では、試料支持体は常に単一の支持突起で収容管の収容管壁に固定されるか若しくはこれと接続されている。そのため試料支持体の単一の支持突起を挿入するための開口部が収容管壁内に形成された試料支持体装置が知られている。この支持突起は開口部に挿入されるように、試料支持体の中央でその下側に形成されている。ここでの欠点は、収容管内で試料支持体を正確に位置合わせするためには開口部を長孔状に形成する必要があるが、長孔と支持突起を正確に嵌合するように形成することは許容誤差のために困難な点である。さらに支持突起の領域では、収容管から試料支持体への直接熱伝導が行われ、それにより通常試料支持体の中央に位置決めされる被分析物の望ましくない直接加熱が行われる。
【０００６】
原子吸光分析法のための分析器の実施形態及び製造業者に応じて、それぞれの原子化炉に適合された様々な試料支持体装置が知られている。例えば特許文献１から、試料支持体が試料支持体装置の内部に配置され、３つ又は４つの支持突起を介して試料支持体装置の壁に個々に支持されている原子化炉又は試料支持体装置が知られている。電気接触のための試料支持体装置は常に原子化炉の支承部間に緊締され若しくは締め付けられているので、試料支持体装置に締付け力が加えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国特許発明第１９９３２８７４号明細書
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって本考案の課題は、従来技術から知られている欠点を回避する試料支持体装置を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本考案によれば上記の課題は、請求項１の特徴を有する試料支持体装置と、請求項１４の特徴を有する分析器によって解決される。
【００１０】
原子化炉、特に原子吸光分析法のための本考案による試料支持体装置は、収容管と、その中に配置された試料支持体とを有しており、収容管は被分析物を収容するための管状収容室を形成し、試料支持体装置は全部黒鉛で作られ、試料支持体は唯一の支持突起を有し、この支持突起によって試料支持体は収容管の収容管壁と接続されており、支持突起は試料支持体の長手方向端部に形成されている。
【００１１】
特に支持突起が試料支持体の長手方向端部に形成されていることにより、試料支持体を一点支持で収容管壁に位置決めすることが可能になる。したがって収容管壁から試料支持体への直接熱伝導はその長手方向端部でのみ行われ、それゆえ通常試料支持体の中央に位置決めされる被分析物は、事実上この熱伝導の影響を受けない。この被分析物の改善された間接加熱により、達成可能な測定結果の品質を向上させることができる。同時に試料支持体装置を製造する際に試料支持体を簡単に収容管の内部で位置決め若しくは位置合わせすることも可能である。その結果として、試料支持体を収容管とは独立に設計し、その後で収容管と共に試料支持体装置に組み付けることも可能である。試料支持体装置が全部黒鉛で形成されていることにより、収容管と試料支持体は別々に切削加工によって製造できる。支持突起は収容管又はその収容管壁と実質的に動かないように接続されており、それによって収容管内の試料支持体の特に安定した保持と正確な位置決めを確保できる。さらに試料支持体の唯一の支持突起によって、温度差又は製造に起因する可能性のある試料支持体内の機械的応力は確実に回避できる。そのような応力の結果として試料支持体が破損することは、ほとんど排除することができる。
【００１２】
支持突起は、収容管壁内に形成された受容ギャップ内に挿入することができる。このような試料支持体と収容管の接続は、受容ギャップが例えば収容管壁の鋸引き又はフライス加工によって簡単に形成できるので、特に廉価に製造することができる。次に受容ギャップ内に支持突起を固定するためには、受容ギャップと支持突起若しくはその平行な側面との間にはめあいを形成するだけでよい。支持突起は、長方形の形状を有し、試料支持体上で軸方向に突出することができる。このような支持突起の形状は、試料支持体の未加工品を機械加工することによって容易に作り出すことができ、そのため試料支持体の製造が簡単になる。
【００１３】
支持突起が受容ギャップ内で締め付けられていると有利である。例えば、受容ギャップと支持突起若しくはその平行な側面との間の締まりばめは簡単に形成できる。試料支持体には大きい力が作用しないため、突起を収容管壁の受容ギャップに挿入して締め付けるだけで試料支持体を組み付けることができる。
【００１４】
受容ギャップが収容管の長手方向端部に形成されていると、試料支持体装置はさらに簡単に製造可能である。そうすると長手方向の自由端に受容ギャップをのこ引き又はフライス加工によって特に簡単に形成することができる。
【００１５】
収容管の長手方向端部は、電気的接触及び原子化炉の支承部間の緊締のために形成することができる。例えば収容管の長手方向端部は円錐形に形成でき、合致して形成された支承部に簡単に導入してその中でセンタリングできる。収容管若しくは試料支持体装置を原子化炉の２つの支承部の間に配置すると、電流が試料支持体装置の長手方向に流れて収容管を加熱でき、その際に試料支持体は収容管内に無電位で配置されている。これにより試料支持体の間接的加熱が確保される。支持突起により、若しくは試料支持体を収容管壁の１点のみで支持することにより、電流が試料支持体を通って流れること、ひいては被分析物の直接加熱が避けられる。収容管壁から試料支持体への直接の熱伝達は１つの支持突起を介してのみ行われる。
【００１６】
受容ギャップは、収容管の収容管壁を貫通するように形成することができる。原理的に受容ギャップは、収容管壁を完全には貫通しない収容管壁内の溝の方式で形成することもできる。
【００１７】
支持突起が収容管の内面に当接する段部を形成する場合も有利である。このようにして、試料支持体が収容管の内面から所定の距離に位置決めされていることを常に確保することができる。そうすると試料支持体を特に簡単に収容管の内面に対して平行に配置することもできる。したがって段部はストッパの方式で形成されてもよい。
【００１８】
試料支持体装置の１実施形態において、試料支持体熱分解炭素で被覆することによって収容管に固定されているようにすることができる。そのようにすると試料支持体装置は、試料支持体装置の細孔及び黒鉛を覆う、試料支持体装置の表面に付着された追加の表面層を備えることができる。また、この被覆が熱分解炭素若しくは熱分解黒鉛からなると、試料支持体の装置の黒鉛と実質的同じ材料であるため、特に有利である。試料支持体装置を製造する際に、試料支持体を収容管内の所定の位置に配置することができ、その後で試料支持体装置の表面に付着された熱分解被覆が、両部材を互いに材料結合することができる。試料支持体装置の被覆は、好ましくはＣＶＤプロセス（化学蒸着法）によって行うことができる。
【００１９】
さらに、試料支持体装置全体に熱分解炭素を浸透させることができる。このようにすると浸透層を形成できるだけでなく、熱分解炭素は試料支持体装置の黒鉛を完全に貫通することができ、その結果として試料支持体装置全体の内部に熱分解炭素があることになる。熱分解炭素は試料支持体装置の黒鉛に浸透する際に、試料支持体装置の黒鉛内の細孔を少なくとも部分的に閉じ若しくは埋めることができる。細孔を埋めるだけで高密度・高強度の試料支持体装置が得られる。試料支持体装置の黒鉛の浸透は、好ましくはＣＶＩプロセス（化学気相浸透法）によって行うことができる。
【００２０】
支持突起は、試料支持体装置の対称面に配置できる。その結果として試料支持体装置は対称的に形成できる。
【００２１】
試料支持体は、被分析物用のトラフ状受容部を形成することもできる。その場合、受容部は被分析物のためのトラフ状受容スペースであってよい。これにより被分析物が試料支持体から簡単に落下できないように確保される。トラフ状凹部は、例えばフライス加工によって形成することができる。
【００２２】
管状収容室の内部に内径が縮小された管部分を形成することができ、この管部分の内部にトラフ状受容部を配置することができる。縮小された内径は、収容管の全長を基準として収容管の中央に形成することができる。内径が縮小された管部分の内部にトラフ状受容部が配置された場合、トラフ状受容部内の被分析物の特に均一な加熱が有利に達成され得る。
【００２３】
さらに、収容管は被分析物投入口を有することができる。被分析物投入口は好ましくは収容管の全長を基準として収容管の中央に配置することができ、その結果として被分析物は被分析物投入口を通して試料支持体内のトラフ状受容部に入れることができる。被分析物投入口は、特に貫通孔の方式で形成することができる。
【００２４】
本考案による、特に原子吸光分析法のための分析器は、原子化炉と本考案による試料支持体装置を含み、試料支持体装置は収容管とその中に配置された試料支持体を有しており、収容管は被分析物を収容するための管状収容室を形成し、試料支持体装置は全部黒鉛から作られており、試料支持体は唯一の支持突起を有し、この支持突起によって試料支持体は収容管の収容管壁に接続され、支持突起は試料支持体の長手方向端部に形成されている。分析器の別の有利な実施形態は、装置請求項１に依拠する従属請求項の特徴の説明から明らかである。
【００２５】
以下に本考案の好ましい実施形態を、添付の図面を参照してより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、試料支持体装置の縦断面斜視図を示す。
【図２】図２は、試料支持体装置の縦断面図を示す。
【図３】図３は、試料支持体装置の縦断面斜視図を示す。
【図４】図４は、試料支持体の斜視図を示す。
【考案を実施するための形態】
【００２７】
図１から図４を要約すると、試料支持体装置１０は全部黒鉛からなり、特に原子吸光分析法のための原子化炉で使用するために設計されている。試料支持体装置１０は、実質的に収容管１１とその中に配置された試料支持体１２から形成されている。収容管１１は、被分析物を収容するための管状収容室１３を形成し、被分析物は収容管１１の収容管壁１４内に形成された貫通孔１５若しくは被分析物投入口を通して試料支持体１２内のトラフ状受容部１６に入れることができる。試料支持体装置１０の長手方向端部１７は開いて形成されているので、光学的スペクトル分析は読取り装置によって試料支持体装置１０の長手方向軸線１８に沿って行うことができる。試料支持体１２は、試料支持体１２の長手方向端部２０に形成された唯一の支持突起１９を有する。支持突起１９は、収容管壁１４に形成された受容ギャップ２１に挿入され、その中に固定されている。受容ギャップ２１は長手方向端部１７の１つに鋸引き又はフライス加工によって形成される。試料支持体１２若しくは長手方向端部２０は、熱分解炭素で被覆することによって収容管１１に固定されている。管状収容室１３の内部には、内径２３が縮小された管状部分２２が形成されており、この管状部分２２の内部にトラフ状受容部１６が配置されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年8月17日(2020.8.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
特に原子吸光分析法のための原子化炉用の試料支持体装置（１０）であって、この試料支持体装置は収容管（１１）と、その中に配置された試料支持体（１２）とを有しており、収容管は被分析物を収容するための管状収容室（１３）を形成し、試料支持体装置は全部黒鉛で作られているものにおいて、
前記試料支持体は唯一の支持突起（１９）を有し、この支持突起によって試料支持体は収容管の収容管壁（１４）と接続されており、支持突起は試料支持体の長手方向端部（２０）に形成されていることを特徴とする、特に原子吸光分析法のための原子化炉用試料支持体装置。
【請求項２】
前記支持突起（１９）は、収容管壁内に形成された受容ギャップ（２１）内に挿入されていることを特徴とする、請求項１に記載の試料支持体装置。
【請求項３】
前記支持突起（１９）は、前記受容ギャップ（２１）内で締め付けられていることを特徴とする、請求項２に記載の試料支持体装置。
【請求項４】
前記受容ギャップ（２１）は、収容管（１１）の長手方向端部（１７）に形成されていることを特徴とする、請求項２又は３に記載の試料支持体装置。
【請求項５】
収容管（１１）の長手方向端部（１７）は、電気的接触及び原子化炉の支承部間の緊締のために形成されていることを特徴とする、請求項４に記載の試料支持体装置。
【請求項６】
前記受容ギャップ（２１）は、収容管（１１）の収容管壁（１４）を貫通していることを特徴とする、請求項２から５のいずれか一項に記載の試料支持体装置。
【請求項７】
前記支持突起（１９）は、収容管（１１）の内面に当接する段部を形成していることを特徴とする、請求項２から６のいずれか一項に記載の試料支持体装置。
【請求項８】
前記試料支持体（１２）は、熱分解炭素で被覆することにより収容管（１１）に固定されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の試料支持体装置。
【請求項９】
試料支持体装置（１０）の黒鉛に熱分解炭素が浸透していることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の試料支持体装置。
【請求項１０】
前記支持突起（１９）は、試料支持体装置（１０）の対称面内に配置されていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の試料支持体装置。
【請求項１１】
前記試料支持体（１２）は、被分析物用のトラフ状受容部（１６）を形成していることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の試料支持体装置。
【請求項１２】
前記管状収容室（１３）の内部に内径（２３）が縮小された管部分（２２）が形成されており、この管部分内に前記トラフ状受容部（１６）が配置されていることを特徴とする、請求項１１に記載の試料支持体装置。
【請求項１３】
前記収容管（１１）が被分析物投入口（１５）を有することを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の試料支持体装置。
【請求項１４】
原子化炉を含む、特に原子吸光分析法のための分析器であって、
前記原子化炉は請求項１から１３のいずれか一項に記載の試料支持体装置（１０）を有することを特徴とする、特に原子吸光分析法用の分析器。